一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩静压植入施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩静压植入施工方法。

背景技术

常规的围岩施工多采用拉森钢板，此施工过程中采用振动锤插打，要求河床覆盖层具有一定深度，且不能为岩石；当遇到高强度中风化砂岩时，拉森钢板的围岩施工会受到进一步阻碍，这是由于高强度中风化砂岩的岩石结构部分被破坏，沿节理面有次生矿物，有风化裂隙发育，高强度中风化砂岩的岩体被切割成岩块，难以挖开，干钻不易钻进。

在遇到岩石时，一般会采用振动锤植桩的方式进行施工，但是当遇到高强度中风化砂岩时，会受地质条件限制，暴露出来新的问题，比如坚硬的高强度中风化砂岩会将振动传递，进而会影响周围岩石和邻近建筑物的稳定性，进而导致振动锤基本无法施工；同时，在采用振动锤植桩时，振动时会产生巨大噪音，进而会对周围的环境造成较为严重的噪声污染。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩静压植入施工方法，以解决在采用振动锤植桩时，振动会产生巨大噪音，会对周围的环境造成较为严重噪声污染的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩静压植入施工方法，包括以下施工步骤：

步骤1：准备静压植桩机、导向架、长螺旋钻孔机和若干钢板桩；长螺旋钻孔机上设有螺旋钻头；静压植桩包括机身本体以及安装在机身本体上的夹头架、控制夹头架夹紧或放松的液压缸、反作用力基座、机身液压夹、转动块、液压动力元件和配重，反作用力基座包括基座本体和若干基座液压夹，基座本体安装在机身本体上，若干基座液压夹均安装在基座本体的底部，机身液压夹通过转动块安装在基座本体的前端上，液压动力元件带动基座本体上、下、前或后移动，液压缸和夹头架均位于机身本体的前侧；

步骤2：在地面上水平安装导向架，导向架对钢板桩的安装位置进行限位；

步骤3：采用长螺旋钻孔机的螺旋钻头对导向架限定的钢板桩安装位进行钻孔，形成安装钢板桩的安装孔；

步骤4：提出螺旋钻头，卸下地面上的导向架；对螺旋钻头上的钻屑进行清理；

步骤5：若干基座液压夹夹住已经嵌入在土体中的钢板桩，液压动力元件推动基座本体向前移动，夹头架与安装孔相对；然后对钢板桩进行吊装，钢板桩的下端与安装孔相对，钢板桩的下端位于安装孔内，液压缸控制夹头架对钢板桩夹紧；

步骤6：液压动力元件驱动转动块带动机身液压夹朝向土体下压，夹头架推动钢板桩沿安装孔下移，待夹头架转动至最低处时，液压缸控制夹头架对钢板桩松懈，液压动力元件驱动转动块带动机身液压夹朝向土体上移，然后再次通过液压缸控制夹头架对钢板桩夹紧，重复上述操作直至夹头架带动钢板桩压入土体的安装孔；

步骤7：待钢板桩与前一钢板桩相互咬合后，对钢板桩和前一钢板桩进行焊接，然后重复步骤2至6，完成若干钢板桩的施工安装。

本发明的技术原理为：本方法针对高强度中风化砂岩岩层钢板桩植入要求，提供一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩静压植入施工方法，通过长螺旋钻孔机和螺旋钻头的配合，对安装孔进行钻孔加工，便于对钢板桩进行安装提供基础；同时，在进行安装孔加工时，长螺旋钻孔机和螺旋钻头与导向架进行配合，能对安装孔的设置位置进行精准限位，便于控制钢板桩的安装位置和精度。

在步骤5和6中对钢板桩进行静压安装时，液压缸能与夹头架配合，反作用力基座、配重和机身本体配合，利用液压动力元件驱动转动块带动机身液压夹朝向土体下压，直至将钢板桩压入土体中，结构简单，施工方便；同时，机身液压夹夹持已经安装完成的钢板桩，便于对整个静压植桩机进行限位固定，也便于下一个钢板桩进行安装。

在以上整个过程中，静压植桩机使用时无振动和噪音，可显著降低施工噪声，满足环保要求；同时，在压入钢板桩时，通过螺旋钻钻掘降低贯入阻力，便于快速完成压入作业，提高施工效率。

进一步，步骤5中，在对钢板桩进行吊装前，在钢板桩顶部预先开好吊装孔，钢板桩底部焊限位板，通过吊装孔处对钢板桩进行吊装。

通过上述设置，让钢板桩在进行吊装时，吊装孔处更易与吊装设备进行连接，吊装更加方便；同时，限位板的设置让钢板桩下移安装时，与安装孔的内壁相对，进而对钢板桩的安装进行限位，提升钢板桩的安装精度。

进一步，步骤1中，导向架包括导梁以及沿导梁的轴线依次固定安装的围檩桩，所述步骤3中，安装孔位于相邻两个围檩桩之间。

通过上述设置，围檩桩能够增强导梁的强度，同时对安装孔的安装位置进行限定，便于提升钢板桩的安装精度。

进一步，相邻两个围檩桩之间的水平间距为2-4m。

通过上述设置，相邻两个围檩桩之间的位置，进一步提升钢板桩的安装精度，更便于对钢板桩进行安装。

进一步，步骤1中，导向架可拆装安装在地面上；所述步骤4中，先将长螺旋钻孔机上的螺旋钻头拆卸，将长度规格为300-450mm的旋拧钻头安装至长螺旋钻孔机上，旋拧钻头拆卸地面上的导向架。

通过上述设置，旋拧钻头更便于将导向架从地面上拆卸，让导向架的转移更方便。

进一步，步骤5中，采用履带吊对钢板桩进行吊装。

通过上述设置，履带吊能让钢板桩的吊装更加稳定和方便，便于对钢板桩进行安装。

进一步，步骤1中还包括输送到出土器，输送到出土器与长螺旋钻孔机配合取土。

通过上述设置，输送到出土器能对长螺旋钻孔机钻出的泥土进行传输，避免钻孔产生的泥土堆积在安装孔处，让长螺旋钻孔机的安装孔加工更方便有效。

附图说明

图1为本发明实施例中一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩静压植入施工方法的施工流程图。

图2为本发明实施例中静压植桩机施工时的结构示意图。

上述附图中：机身本体10、夹头架101、液压缸102、反作用力基座103、机身液压夹104、转动块105、导向架20、钢板桩30。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

本实施例中的一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩静压植入施工方法基本如图1所示，具体包括以下施工步骤：

步骤1：准备静压植桩机、导向架20、输送到出土器、长螺旋钻孔机和若干钢板桩30，若干钢板桩30均为拉森钢板桩30；长螺旋钻孔机上设有螺旋钻头，输送到出土器与长螺旋钻孔机配合取土；如图2所示，静压植桩包括机身本体10以及安装在机身本体10上的夹头架101、控制夹头架101夹紧或放松的液压缸102、反作用力基座103、机身液压夹104、转动块105、液压动力元件和配重，反作用力基座103包括基座本体和若干基座液压夹，基座本体安装在机身本体10上，若干基座液压夹均安装在基座本体的底部，机身液压夹104通过转动块105安装在基座本体的前端上，液压动力元件带动基座本体上、下、前或后移动，液压缸102和夹头架101均位于机身本体10的前侧；反力重块放置于反作用力基座103的两侧；

步骤2：在地面上水平安装导向架20，且导向架20通过埋地螺栓可拆装安装在地面上，导向架20包括导梁以及沿导梁的轴线依次固定安装的围檩桩，相邻两个围檩桩之间的水平间距为3m，导向架20对钢板桩30的安装位置进行限位；

步骤3：采用长螺旋钻孔机的螺旋钻头对导向架20限定的钢板桩30安装位进行钻孔，形成安装钢板桩30的安装孔，安装孔位于相邻两个围檩桩之间；

步骤4：提出螺旋钻头，对螺旋钻头上的钻屑进行清理；将长螺旋钻孔机上的螺旋钻头拆卸，将长度规格为400mm的旋拧钻头安装至长螺旋钻孔机上，通过旋拧钻头旋拧拆卸下导向架20与地面之间的埋地螺栓，卸下地面上的导向架20；

步骤5：若干基座液压夹夹住已经嵌入在土体中的钢板桩30，液压动力元件推动基座本体向前移动，夹头架101与安装孔相对；然后在钢板桩30顶部预先开好吊装孔，钢板桩30底部焊限位板，采用履带吊对钢板桩30的吊装孔处进行吊装，钢板桩30的下端与安装孔相对，钢板桩30的下端位于安装孔内，液压缸102控制夹头架101对钢板桩30夹紧；

步骤6：液压动力元件驱动转动块105带动机身液压夹104朝向土体下压，反作用力基座103同步给机身本体10施加压力，使得夹头架101推动钢板桩30沿安装孔下移，待夹头架101转动至最低处时，液压缸102控制夹头架101对钢板桩30松懈，液压动力元件驱动转动块105带动机身液压夹104朝向土体上移，然后再次通过液压缸102控制夹头架101对钢板桩30夹紧，重复上述操作直至夹头架101带动钢板桩30压入土体的安装孔；当地层为标准贯入度N不大于25的软弱地层时，可直接利用植桩机施加静载荷将钢板桩30压入到设计深度；当N大于25时，可根据现场实际情况采用高压射水或者螺旋钻头穿入到安装孔内，将安装孔内的土渣进行清除，对钢板桩30辅助压入；

步骤7：待钢板桩30与前一钢板桩30相互咬合后，对钢板桩30和前一钢板桩30进行焊接，然后重复步骤2至6，完成若干钢板桩30的施工安装。

本方法针对高强度中风化砂岩岩层钢板桩30植入要求，提供一种高强度中风化砂岩条件下钢板桩30静压植入施工方法，该方法通过设置导向架20能对安装孔的设置位置进行精准限位，便于控制钢板桩30的安装位置和精度，也便于在步骤7中进行若干钢板桩30的依次焊接安装，提升若干钢板桩30的连接强度；同时，利用长螺旋钻孔机、螺旋钻头和旋拧钻头，对安装孔进行钻孔加工，也便于将导向架20从地面上拆卸；同时，在步骤6中，当N大于25时，可采用螺旋钻头穿入到安装孔内，将安装孔内的土渣进行清除，便于钢板桩30在安装孔内高效地安装到位；在步骤6中，对钢板桩30进行安装时，液压缸102能与夹头架101配合，反作用力基座103、配重和机身本体10配合，利用液压动力元件驱动转动块105带动机身液压夹104朝向土体下压，直至将钢板桩30压入土体中，结构简单，施工方便；待第一根钢板桩30施工完成后，液压动力元件可控制机身本体10前、后、左或右移动，进而控制机身液压夹104的位置，便于机身液压夹104夹持已经安装完成的钢板桩30，便于对整个静压植桩机进行限位固定，也便于下一个钢板桩30进行安装。

在以上整个过程中，静压植桩机使用时无振动和噪音，可显著降低施工噪声，满足环保要求；同时，在压入钢板桩30时，通过螺旋钻钻掘降低贯入阻力，便于快速完成压入作业；由于排土量少，也不会破坏钢板桩30周围的岩土层，对钢板桩30的承载力影响小，也便于在坚硬岩层、孤石、破碎层等不均匀性的复杂地质下快速施工安装钢板桩30。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。